VLOGA ELEKTRONSKIH
ELEKTRONIKE TER POTREBE PO
V INDUSTRIJI O MATERIALIH
Igor Pompe, Milan Slokan, Darja Uvodič
UVOD
Razvoj elektronike, ki ni le sama sebi namen, ni bil še nikoli tako nagel, kot sedaj. Proizvodnja elementov predstavlja le majhen delček tega razvoja (te nore tekme). Pacifiški narodi z za nas nerazumljivo pridnostjo, zagnanostjo in organizacijo diktirajo tempo. Tudi mi delamo za svetovni trg, zato moramo biti v samem vrhu in to po lastnostih, kakovosti, zanesljivosti, produktivnosti, ceni in točnosti dobav.
Izhoda sta le dva: slediti, ali odstopiti.
Da bi lahko poiskali v tej tekmi naš prostorček pa moramo vplivati na miselnost vseh delavcev v procesu ter vse več časa, ki ga danes uporabljamo za odmor in zabavo, ali za dodatni zaslužek, uporabiti za izpopolnjevanje znanja.
Da bi svoj prostorček poiskali, da bi se pravilno usmerili, rabimo ogromno znanja o celotnem področju. Poudariti je treba, da se ne smemo usmerjati
v karkoli, čeprav je to high - tech, ampak le v selektivno izbran program.
Obdobje ozkih, strogo ločenih znanj je mimo. Od raziskovalcev, razvojnikov, managerjev in kakovostnikov pa tudi prodajnikov se pričakuje interdisciplinarno znanje tehnike, matematike, naravoslovja in ekonomije .
Mislim, da so prav kadri in njihovo znanje eden izmed glavnih omejitvenih faktorjev za pravilen iz-h)or in zagotovitev konkurenčnosti.
Na našem ožjem področju proizvodnje elektronskih elementov je zlasti potrebno poglobljeno znanje o materialih.
Gratlnja elektronskih naprav
Osnovni namen elektronske naprave je, da na določeno električno stanje na vhodu pravilno reagira s točno predvidenim električnim stan jeni na izhodu. Elektronska naprava pa s svojimi električnimi stanji ne opravi celotne naloge. V življenju in okolju nastopajo informacije v raznih oblikah in izvirajo iz naravnih pojavov, volje človeka in dela strojev, ali poteka procesov. Vse te informacije s senzorji ali pretvorniki pretvorimo v električne signale. Analogno pa moramo električna stanja na izhodu pretvoriti v informacije, ki so razumljive človeku ali, ki lahko krmilijo procese in stroje. Tako rabimo ustrezne aktivatorje, pri-kazalnike, tiskalnike, zvočnike itd..
V klasični gradnji elektronskih naprav in sistemov je bilo vse zgrajeno iz diskretnih, R, L, C elementov (pri
Prognoza razdelitve potrošnje elementov po skupinah 1982—1992
čemer lahko štejemo tudi cevi in polprevodnike kot krmiljene upornosti). Danes, v dobi obvladovanja tehnologij, monolitnih in hibridnih integriranih vezij pa diskretni elementi služijo predvsem za pretvarjanje signalov, povezovanje integriranih vezij z vhodom in izhodom, napajanje in zaščito vezij pred motnjami ter za gradnjo hibridnih integriranih vezij.
Lastnosti elementov za elektroniko so geometrično snovne lastnosti, zato je znanje o materialih bistveno za gradnjo elementov. Znanja o materialih pa so potrebna tudi pri gradnji naprav in sistemov.
načrtovanje, trženj®, testiranje
montaža
integrir. vezja
diskr. »lern.
povezov. elem.
materiali
ELEKTRON. PROIZVODI 1990
AKTUATORJI
SENZORJI	POVEZOVALNI ELEMENTI		
		INTEGRIRANA	
		VEZJA	
TIPKOVNICE			
NAfAJANae
PRIKAZALNIKI
	Vrednost (milijard $)		Struktura (%)		PLSR
	1982	1992	1982	1992	(%)
Elektronika skupaj	268	720			10,4
Integrirana vezja	13,7	98	18,7	45,3	21,7
Elementi brez IC:	59,3	118,0-	81,3	54,7	7,1
— Diskretni polprevodniki	5,5	12,8	7,5	5,9	8,8
— Debeloplastni hibridi	4,4	12,6	6,0	5,8	11,1
— Tiskana vezja	7,6	24,5	10,4	11,3	12,5
— Kondenzatorji in upori	5,3	11,6	7,3	5,7	8,1
— Ostali	36,5	. 56,5	50,1	26,0	4,5
Elementi skupaj	73,0	216,0	100	100	11,5
1982
Elektronika skupaj 268 milijard $
1992
Elektronika skupaj 720 milijard $
22%
5% 59,3MdS 13,7 MdS
13,6% d8 MdS
^^ IC Qost.el.
3 b Skupni delež elementov v celotni elektroniki narašča. To prikazuje naslednji prikaz:
Elementi in materiali
V Jugoslaviji smo v glavnem z lastnim razvojem po osvoboditvi osvojili proizvodnjo praktično vseh elementov za elektroniko v vsej širini asortimana. Uvažamo nekatere specialne visoko profesionalne elemente.
Osnova elementov za elektroniko so ustrezni materiali, saj le-ti določajo njihove lastnosti ter kakovost in zanesljivost. Novi materiali in tehnologije omogočajo napredek v ponudbi elementov in tu naj bi bil poudarek
l'lt')|/Vlt|iN.M IIIMfNtllV /A I I I IMKdNIKfl V !V f,'fV„\ir(!l lll'(ll?'MtlJ(.Nl IIANKIAI i
dela raziskovalcev in tehnologov. Nekaj materialov za proizvodnjo elementov proizvajamo doma, precej pa jih tudi uvažamo, predvsem tiste, ki jih rabimo v manjših količinah in po posebnih zahtevah.
V ilustracijo vse razsežnosti in raznolikosti področja elementov, ki jih proizvajamo v Jugoslaviji ter pri tem potrebnih glavnih materialov služi naslednja tabela:
Od obstoječih tehnologij navajamo nekaj najznačilnejših:
-	praškasta tehnologija z oblikovanjem
-	legiranje in oblikovanje kovinskih materialov
-	brizganje in termično oblikovanje plastike
-	vlečenje monokristalov, proizvodnja rezin in fizikalno-kemična obdelava
-	tanko in debeloplastne tehnobgije
-	tehnološki postopki za sestavljanje elementov ter montažo elementov na klasična tiskana vezja, vezja s površinsko montažo ter hibridna vezja in njihovo načrtovanje (CAD, CAM)
~ razne kemijske, temperaturne, električne, magnetne in mehanske obdelave
-	kofitrolnf tohfiol(X)i jo vsoh vrst.
-	ra/.no [K),s(jI)ii{^ Iohiiologi
VRSTE TLEMENTOV
masni, ogljenoplastni, kovi-noplnntni upori, žični opori, potenciomutri, termistorji, poiistorji, varistorji
NEk'AJ lIATnilALOV
j kernmika, steklo., žice, kovinnki ricU, i uporovni mnferinli, kemikalije, yya jkc, I plnutični materiali, Inki
keramični, Al in Ta elektrolit-;	r.i.rovine in prnhovi zü konri.keramiko
oki nsvati papirni in folijski:	A.l folije, plastični- folijo in pnpir
I	kemikalije, impreijnanti, plastične
;	inonp zn zjiSčitn, spa.jkc, (;iiTiQ3,
Induktivni in
magnetni
elementi
Polprevodnifiki elementi
riušilke.konektorji, tuljave, transformatörji, translatorji, traCna jedra, liti in sintru-ni trdi magneti, feritni elementi
ferncia'jnetne pločevine, rožne kovi in kovinski prahovi, Ci; Jico, suro vine 7.n feritc, redke zenl je
specialne elektronke, tranzif5-• polikristnlni in monokristnlni si torji, usraernifiki elementi, j cij, čiste kcmjknUjo in plini, A. monolitna integrirana vezja ' in Al ?.ice, kovinnkn in keramično (standorcfna in po naročilu), ohiiSja, steklo nikrovalovni elementi
Elektromehanski
, Optoelektronski
Povezovalni elemeiv ti in funkcijsk sklopi
releji, stikala, konektorji, preklopniki, vrtljivi kondenzatorji, tastature, paneli, specialni elementi
LCO in EL prikazalniki, LEO diode in prikazalniki, katodna cevi, fotodiode, optična vlakm in kabli, opto el.sklopni elementi
lice, kahli, tiskana vezja v raznih izvedbah, fleksibilna vezja, deboloplastno in tonko-plastna hibridna vezja, filtri proti motnjam in drur^i sklopi
zvo5niki, baterije, akumulatorji
r.Tzni kovinski i pločevin, kontaktn
, kemikalijo
v oblika
iali, plfi
stek.lo, kvarc, čiste kemikalije in plini", specialni kovinski materiali
plastični laminnti, Cu folije in žice, keramični subatruti, prevodne in izolacijske pastn, plastične mase, quTia, kovinski deli, spajke
razne pločevine, membranski mate zalivne mase, kemikalije
Trendi
Vsaka nova generacija naprav mora v isti, ali manjši prostornini in teži vsebovati več funkcij, biti mora sposobna obdelati več informacij. Pri tem mora biti poraba energije vse manjša, naprave pa morajo biti izredno zanesljive pri delovanju v zahtevnejših okoljih. Spreminjajo način gradnje, uvajajo površinsko montažo elementov.
Tej zahtevi se prilagajajo integrirana vezja, ki zmorejo čedalje večjo gostoto, prav tako pa se morajo prilagoditi diskretni elementi, senzorji in aktiva-torji.
Napredek omogočajo nove in izboljšane tehnologije, boljša oprema ter novi in izboljšani materiali.
Točno definirana tehnologija in materiali bodo omogočali nastajanje kvalitete v samem tehnološkem
procesu. To bo imelo vpliv na zanesljivost v delovanju.
Naša naloga je izboljšati in v celoti izkoristiti znanje o materialih in tehnologije, ki Jih obvladamo ter tehnološko opremo, ki jo imamo ter selektivno uvajati nove tehnologije in materiale.
Polprevod-niški materiali :
-	m. - V. spojine - GaAs, GaAlAs, GaAsP, InP itd. (monokristali in epitaksialne plasti)
-	Li-niobat, Nd-YAG, itd. za opto-elektronske aplikacije
-	itd.
Trendi v zahtevah:
-	integracija in miniaturizacija
-	manjša poraba energije in materiala
-	boljše lastnosti
-	zagotovljena kakovost
-	višja znno.sl jivoRl v zahtevnejših [X)f|ojih
-	višja produktivnost, nižja cena
-	uporaba novili materialov in tehnologij
-	večja fleksibilnost proizvodnje glede na zahteve skupcev
Novi materiali v elektroniki v smeri razvoja
Kovinski: - amorfne kovine
-	novi magnetni materiali (npr. I'-eNdl?)
-	"men)oi;y"leguro, itd.
Keramični: - s posebnimi mehanskimi lastnostmi (korundna, cirkonoksidna,
A 1-titanatna, Si-karbidna, Si-nitridna...)
-	supraprevodna keramika
-	razne piezokeramike, itd.
Steklo:	- modificirana kvarčna stekla
-	halogenska stekla, itd.
Polimeri: - tekoči kristali
-	fotopolimeri (fotopolprevodniki)
-	PVDF (piezo senzorji široke uporabe)
-	PMMA in PC za optična vlakna in računalniško tehniko
-	razni kompozitni materiali
-	prevodni polimeri (intrinzično . prevodni)
-	itd.
SEDANJE IH PREDLAGAHO POVEZOVAHJE INDUSTRIJE. FAKULTET IH IMSTITUTOV V VZGOJI KADROV ZA HATSRIALOZHAMSTVO
edsehojno sodelovanj
izmen.lave izkušen.l in uSnlh programov
ZAKLJUČKI IN PREDLOGI
Iskra vidi možnost kadrovske krepitve in izpopolnjevanja znanja na sploh, posebej v vedi in tehniki materialov v naslednjih pristopih:
-	z močnejšim štipendiranjem študentov fakultete za naravoslovje in tehnologijo,
-	v dopolnitvi programov študija na II. stopnji z boljšo povezavo med oddelki FNT in uvedbo izbirnih predmetov iz materialoznanstva , posebej na elektrotehniški fakulteti,
-	s specializacijami in podiplomskim študijem na fakultetah z ustreznim prilagajanjem programov študija materialov (na razpolago nam je program predmeta materiali na III. stopnji študija na FNT Ljubljana),
-	z organizacijo internih šol in seminarjev s področja materialov (kot primer služi program seminarja SOZD Iskra "Lastnosti materialov in načini preverjanja"),
-	z organizacijo letnih šol za izpopolnjevanje jugoslovanskih strokovnjakov v znanosti in tehniki materialov, posebej /,a elektroniko,
-	z vzgojo mladih raziskovalcev in specializacijami (primer akcije Raziskovalne skupnosti Slovenije),
-	z izpopolnjevanjem svojih strokovnjakov v teku raziskovalnih nalog in projektov, z ustanavljanjem mešanih raziskovalnih skupin,
-	s skupnim delom industrije in institutov na tehnolo-(lijnh novih inalot-ialov v okviiMi skiipnih pro(|rnrriov in projektov, vezanih na Strategijo tolinološkega razvoja SFRJ,
-	s sodelovanjem v skupnih projektih in s praksami v
tujih institutih in podjetjih,
s sodelovanjem v okviru strokovnih društev in drugih organizacij za spremljanje napredka v vedi in tehniki o materialih s predavanji, simpoziji, posvetovanji itd.,
s koordinacijo, izmenjavo izkušenj in povezovanjem na učnih jirogramih iz materialoznanstva med univerzami in fakultetami v Jugoslaviji.
Darja Uvodič, dipl. ing., SOZD Iskra, DSSS, Trg revolucije 3, Ljubljana
Igor i'orn|K.;, dipl. incj. in Milan Slokan, mag.. Iskra Elementi, Stegne 17, Ljubljana